La recherche de la vie sur d'autres corps célestes, ou à tout le moins les composants nécessaires pour le soutenir, a été fascinant des scientifiques et des passionnés depuis des siècles. Bien que les planètes soient le choix évident, leurs lunes peuvent également héberger les ingrédients chimiques à vie.
Saturne est orbiteuse de 146 lunes, Enceladus étant le sixième plus grand avec environ 500 km de diamètre. Cette petite lune glacée se caractérise par sa surface blanche hautement réfléchissante et ses jets en forme de geyser libérant de la glace et de la vapeur d'eau des centaines de kilomètres dans l'espace depuis son pôle sud.
Le vaisseau spatial Cassini de la NASA a identifié ces jets en 2005, avant de les échantillonner en 2008, 2009 et 2015. Par conséquent, les scientifiques ont constaté que les eaux chaudes riches en minéraux possèdent les composants nécessaires à la vie, malgré la surface de la Lune atteignant des températures extrêmes de -201 ° C.
Un grand océan souterrain, couvrant environ 20 millions de kilomètres3a été généralement considéré comme la principale source des geysers d'Encelade, éclatant par des fractures dans la croûte. Cela est dû à la salinité du matériau échantillonné et à la cyclicité des panaches correspondant à l'orbite de la lune autour de Saturne, avec un chauffage et un refroidissement associés.
Cependant, de nouvelles recherches de modélisation du professeur Colin Meyer, du Dartmouth College, aux États-Unis et aux collègues, publiés dans Lettres de recherche géophysiquea offert un soutien à une explication alternative.
« Les vaisseaux spatiaux Cassini ont volé à travers l'un des panaches d'Encelade et des produits biologiques mesurés, un signe possible de vie, rendant ces geysers uniques et importants pour l'astrobiologie. Ce matériel de panache émane d'un océan potentiellement habitable sous la coquille de glace, donc nous voulons comprendre comment le matériau Les geysers se forment pour déterminer si Encelade est habitable « , » le professeur Meyer explique la signification de la recherche.
« Nous pensons qu'il est important d'explorer pleinement une alternative aux explications dominantes des geysers, car elle nous permettra de renforcer l'hypothèse de la source océanique ou de déterminer quelles données sont nécessaires pour distinguer les deux mécanismes.
« Les deux principales faiblesses de la source de l'océan, à mon avis, sont 1) la difficulté pour la fracture de briser toute la coquille et 2) le mécanisme par lequel le matériel océanique passe par les fractures. »
Au lieu de l'hypothèse de l'océan souterrain, les chercheurs suggèrent que le chauffage de cisaillement se produit, par lequel la chaleur est produite en raison de la frottement des couches dans un matériau se déplaçant à différentes vitesses. Cela se produit en raison du forçage des marées, déclare le professeur Meyer.
«Les forces de marée de Saturne tirent sur la coquille d'Encelade alors que la lune orbite autour de la planète, tout comme le soleil et la lune provoquent des marées océaniques sur Terre. La variation de la traction de marée latéralement sur la coquille de glace induit un stress qui entraîne une déformation sur la glace.
« Les deux côtés des fissures du poteau sud ne sont pas couplés et il peut y avoir une différence dans la façon dont ils se déforment. La différence de glissement à travers la fissure s'apparente à un tremblement de terre et fait frotter les deux côtés de la fissure et génère de la chaleur. »
Ce chauffage de cisaillement peut réchauffer la glace de la lune au-dessus de la température eutectique, la température la plus basse à laquelle la saumure liquide est stable. Lorsque les zones de la coquille s'élèvent au-dessus de la température eutectique, les sels sont dissous dans la saumure liquide, qui remplit les espaces entre les cristaux de glace.
Pour Enceladus, cela pourrait avoir lieu dans des fractures dans la coquille de glace salée – que les scientifiques appellent affectueusement les rayures de tigre – générant un réservoir de « zone pâteuse » composé de glace et de saumure liquide. Les échantillons de Cassini ont identifié la vapeur d'eau, le dioxyde de carbone, le méthane, l'ammoniac, le monoxyde de carbone, l'azote, les sels et la silice dans les geysers.
Cette saumure liquide résulte de sels dans la coquille glacée réduisant la température à laquelle la coquille fond, provoquant une fusion partielle localisée et une évasion ultérieure de la surface en tant que geysers. Les simulations du professeur Meyer suggèrent que 300 kg de glace et de vapeur pourraient être expulsés via le panache chaque seconde. Ce mécanisme repose sur des taux de fusion de glace soutenus et des volumes suffisants de saumure liquide.
Bien que la coquille glacée d'Enceladus puisse mesurer jusqu'à 25 km d'épaisseur dans le monde, elle pourrait avoir seulement 6 km d'épaisseur au-dessus du pôle Sud, ce qui rend la fusion plus probable. Lorsque les fractures sont peu profondes, la zone pâteuse est principalement absente, mais à mesure que la profondeur de fracture augmente, la zone pâteuse peut atteindre tout le long de la coque glacée.
« Dans ce dernier cas, les fractures deviennent un conduit important pour la vie », explique le professeur Meyer, car « l'échange de l'océan à la surface pourrait permettre des matériaux qui forment les éléments constitutifs de la vie pour se rendre à la surface, donc chimiquement Augmenter l'habitabilité potentielle de la Lune. «
Au-delà de l'Encelade, cette recherche aide également notre compréhension des processus géophysiques des autres lunes glacées dans notre système solaire – telles que le Triton de Neptune, le Titan de Saturne et l'Europa de Jupiter – et leur potentiel pour abriter la vie.
